[发明专利]深沟槽二次刻蚀接触孔及刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及功率MOS晶体管深沟槽接触孔刻蚀工艺，特别涉及一种深 沟槽接触孔二次刻蚀方法，以及采用这种刻蚀方法形成的接触孔。

背景技术

功率MOS晶体管深沟槽接触孔的形貌对器件性能至关重要，它不但在 工艺上影响后续金属填充，而且在电性能上也影响工作特性，再者对后道 的封装也有很大影响。好的深沟槽接触孔形貌决定了好的器件性能。

功率MOS晶体管深沟槽接触孔新工艺需要两次刻蚀，以形成特殊的器 件。在已有技术中，在进行功率MOS晶体管深沟槽接触孔的第二次刻蚀时 工艺参数是：气流量为2000—3000标准立方厘米，气流速度为100—150标 准立方厘米/S。

如图1所示，接触孔在①处出现断裂点。在已有技术中，两次刻蚀的 工艺，很容易造成两次刻蚀的连接点突变和第二次刻蚀的接触孔比第一次 刻蚀的宽，那么就致使后续的金属填充断裂与空洞，势必影响器件性能。 在典型的结构中，由于深沟槽接触孔使用二次刻蚀，会产生深沟槽接触孔 的底部线宽比顶部的线宽大，并在图中“1”处产生一个断点，导致后续金 属填埋不良。

传统工艺存在两个主要缺点：(1)两次刻蚀的不连续点造成后续金属 填充断裂；(2)第二次刻蚀的宽度比第一次刻蚀的大造成后续金属填充空 洞。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种深沟槽二次刻蚀接触孔，能使 器件性能稳定，为此本发明还提供一种深沟槽接触孔二次刻蚀方法。

为解决上述技术问题，本发明深沟槽接触孔二次刻蚀方法的技术方案 是，包括以下步骤：

第一步，接触孔曝光；

第二步，第一次深槽接触孔刻蚀；

第三步，去胶，第二次深槽接触孔刻蚀；

第四步，形成连接层；

第二次深槽接触孔刻蚀的气流量为3000—4000标准立方厘米，气流速 度为150—200标准立方厘米/秒。

作为本发明深沟槽接触孔二次刻蚀方法进一步改进是，第二次深槽接 触刻蚀之后在接触孔上以SIP形成连接层。

深沟槽二次刻蚀接触孔，接触孔上面宽下面窄，且接触孔侧面表面连 续，不存在断裂。

作为本发明深沟槽二次刻蚀接触孔的进一步改进是，接触孔的连接层 为SIP Ti/TiN。

本发明通过形成接触孔时特定的气流量和气流速度，消除旧工艺两次 刻蚀所造成的侧壁不连续点，使得两次刻蚀形成连续光滑的侧壁，同时消 除旧工艺两次刻蚀所造成下部宽度大于上部问题，最终形成瓶塞状的接触 孔。本发明还改善了金属与硅之间连接层工艺，形成使得金属填充良好的 连接层，减少器件的漏电流。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：

图1已有技术中功率MOS晶体管深沟槽接触孔结构示意图；

图2为本发明中功率MOS晶体管深沟槽接触孔结构示意图；

图3为本发明深沟槽接触孔刻蚀流程示意图；

图4至图7是本发明深沟槽接触孔刻蚀结构示意图。

具体实施方式

在制作功率MOS晶体管器件时，采用本发明进行二次深沟槽接触孔刻 蚀工艺。如图3所示，包括以下步骤：

首先，如图4所示，进行接触孔曝光。这一步骤采用本发明中常用的 技术手段，在不需要形成接触孔，即不需要曝光的地方盖上光刻胶，将需 要形成接触孔的位置空出来，以便在下一步进行刻蚀。

如图5所示，在要形成接触孔的位置进行第一次深沟槽刻蚀，第一次 深槽接触孔刻蚀深度为0.3um。这一步骤可以采用现有技术中的工艺参数。

如图6所示，去除光刻胶，在已经进行了第一次深沟槽刻蚀的基础上 进行第二次深沟槽刻蚀，第二次深槽接触孔刻蚀深度为0.3um。在进行第二 次深沟槽刻蚀时，所采用的气流量为3000—4000标准立方厘米，气流速度 为150—200标准立方厘米/秒(国际单位简写为SCCM)。这使得，在第一 次深沟槽接触孔刻蚀硅侧壁以及本身刻蚀上形成适合厚度的保护层。经过 上述第二次深沟槽刻蚀之后形成的刻蚀孔有两个特点：一是深沟槽接触孔 的侧壁光滑；二是深沟槽接触孔上部尺寸大于下部，形成瓶塞状。